java高级特性：集合框架

数组和集合的区别

1. 数组可以存储基本数据类型和对象，集合中只能存储对象，（可以以包装类的形式存储基本数据类型）。
2. 数组长度固定，集合长度可以动态改变。
3. 定义数组必须指定数组的元素类型，集合默认的所有元素都是Object。
4. 无法直接获取实际存储的元素个数，length用来获取数组长度，而集合框架中size（）方法可以直接获取数组是急的元素个数。
5. 数组采用分配连续空间的方式，集合有多种实现方式和不同的适用场合。
6. 集合采用了接口和类的形式，具有继承、封装、多态的特性，考法效率较数组更高。
7. 数组提供了Arrays类提供对数组的一系列操作，而集合提供了Collections类来操作集合。

先来两张集合图来镇博哈~~

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由易到难，由浅入深，java集合框架需要学习的还有很多，随时补充。

java集合框架是一种统一的标准体系结构。
集合框架包含三大体系内容：

1. 对外的接口
2. 接口的实现
3. 对集合运算的算法

接口：表示集合的抽象数据类型，例如：Collection、List、Set、Map、Iterator
实现：集合框架中对接口的具体实现：例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap
算法：对某个集合完成有用的计算方法。JAVA提供了进行集合操作的工具类Collections。类似于Arrays类。

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从框架图中不难看出，java集合框架有两大接口：Collection和Map
其中Collection又有两个子接口：List和Set
所以java集合框架共有三大接口：List、Set、Map

具体介绍：

Collection：允许重复、无序的对象

List：允许重复、有序(以元素插入的次序来放置元素)的对象
Set：不允许重复、无序的对象

Map：存储成对的键 - 值 对象，提供key到value的映射
key无序，不可重复；value无序，可以重复

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具体实现类和方法：

Collection接口方法：

size() - 集合内的对象数量

add(E)/addAll(Collection) - 向集合内添加单个/批量对象

remove(Object)/removeAll(Collection) - 从集合内删除单个/批量对象

contains(Object)/containsAll(Collection) - 判断集合中是否存在某个/某些对象

toArray()- 返回包含集合内所有对象的数组

List接口增加的方法：

get(int) - 返回指定index位置上的对象

add(E)/add(int, E) - 在List末尾/指定index位置上插入一个对象

set(int, E) - 替换置于List指定index位置上的对象

indexOf(Object) - 返回指定对象在List中的index位置

subList(int,int) -返回指定起始index到终止index的子List对象

常用类ArrayList：

ArrayList基于数组来实现集合的功能，其内部维护了一个可变长的对象数组，集合内所有对象存储于这个数组中，并实现该数组长度的动态伸缩
ArrayList使用数组拷贝来实现指定位置的插入和删除：

常用类LinkedList：
LinkedList基于链表来实现集合的功能，其实现了静态类Node，集合中的每个对象都由一个Node保存，每个Node都拥有到自己的前一个和后一个Node的引用

ArrayList VS LinkedList

1. ArrayList的随机访问更高，基于数组实现的ArrayList可直接定位到目标对象， 而LinkedList需要从头Node或尾Node开始向后/向前遍历若干次才能定位到目标对象。

2. LinkedList在头/尾节点执行插入/删除操作的效率比ArrayList要高。

3. 由于ArrayList每次扩容的容量是当前的1.5倍，所以LinkedList所占的内存空间要更小一些。

4. 二者的遍历效率接近，但需要注意，遍历LinkedList时应用iterator方式，不要用get(int)方式，否则效率会很低

Arraylist：

优点：ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续，一旦数据存储好了，查询操作效率会比较高（在内存里是连着放的）。
缺点：因为地址连续， ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。

LinkedList：

优点：LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的，所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址，对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景
缺点：因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。

适用场景分析：
当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList，当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。

http://mp.weixin.qq.com/s/nrfFY7A9__PJmc75Y_exZg
这篇文章也很清楚的及介绍了两者异同。

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Set接口常用类HashSet：
特点：查找效率高
常用方法：

添加元素：
hashset.add(E e)：返回boolean型，如果此 set 中尚未包含指定元素，则添加指定元素；如果此 set 已包含该元素，则该调用不更改 set 并返回 false。
删除元素：
hashset.clear()：从此 set 中移除所有元素。
hashset.remove(Object o)：如果指定元素存在于此 set 中，则将其移除。
hashset.isEmpty()：如果此set 不包含任何元素，则返回true。
hashset.contains(Object o)：如果此 set 包含指定元素，则返回 true。
hashset.size()：返回此 set 中的元素的数量（set 的容量）。

Set接口还有TreeSet和LinkedHashSet需要了解：

TreeSet：

为快速查找设计的Set。底层为树结构，使用它可以从Set中提取有序的序列。

LinkedHashSet：

具有HashSet的查询速度，企且内部使用了链表维护维护元素的顺序（插入的次序）。于是在迭代器遍历Set时，结果会按元素的插入次序来排序显示。

HashSet与Treeset的适用场景

1. TreeSet 是二叉树（红黑树的树据结构）实现的,Treeset中的数据是自动排好序的，不允许放入null值
2. HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束
3. HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法，放入的对象，是以hashcode码作为标识的，而具有相同内容的String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例。

适用场景分析：

HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set，我们通常都应该使用HashSet，在我们需要排序的功能时，我们才使用TreeSet。

Map接口：
键值对的存储形式的优点是查询指定元素的效率高
Map接口在Collection的基础上，为其中的每个对象指定了一个key，并使用Entry保存每个key-value对，以实现通过key快速定位到对象(value)。Map接口的主要方法包括：

1. size() - 集合内的对象数量
2. put(K,V)/putAll(Map) - 向Map内添加单个/批量对象
3. get(K) - 返回Key对应的对象
4. remove(K) - 删除Key对应的对象
5. keySet() - 返回包含Map中所有key的Set
6. values() - 返回包含Map中所有value的Collection
7. entrySet() - 返回包含Map中所有key-value对的EntrySet
8. containsKey(K)/containsValue(V) - 判断Map中是否存在指定key/value

常用类HashMap增加了isEmpty（）、clear（）方法
isEmpty（）若不存在键值对关系，则返回true
clear（）清除所有映射关系

Map中还有许多类需要了解和知道：
LinkedHshMap：

类似于HashMap，但是迭代遍历时，取得的键值对的顺序是其插入的顺序，或者最近最少使用的次序，纸币HashMap慢一点，而在迭代遍历时发生更快，因为他是链表维护结构。

TreeMap

：基于红黑树数据结构的实现，查看键或者键值对时，他们会被排序。TreeMap的特点在于，得到的结果是经过排序后的，TreeMap是唯一带有subMap()方法的Map，他可以返回一个子树。

WeakHashMap：

弱键Map，Map中使用的对象被允许释放，这是为解决特殊问题而设计的。如果没有map之外的引用指向某一个键时，则此键会被GC回收。

IdentifyHashMap：

使用==代替equals对键做比较的hashmap。专为解决特殊问题设计。

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HashMap和Hashtable的异同

常见面试题。
相同点：

HashMap类出现以前，JDK存在着一个和它同样采用哈希表存储方式，同样实现键值对的集合类HashTable。两者实现原理相同。都使用哈希表来存储键值对。

不同点：

Hashtable继承自Dictionary类，而HashMap实现了Map接口。
Hashtable是线程安全的，HashMap注重速度，但是是非线程安全的。
Hashtable的key和value不允许null值，HashMap都允许null值。
Hashtable是过时的类，开发中最好使用HashMap。

http://mp.weixin.qq.com/s/wnvpPOQvCgE5vgdnoMpGYw
上面的文章具体的说明了他们的异同。

HashMap与TreeMap、HashTable的区别及适用场景

HashMap 非线程安全
HashMap：基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()]，为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。
TreeMap：非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

适用场景分析：

HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法，但是加上了containsValue()和containsKey()方法。
HashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上比HashTable要高。 HashMap允许空键值，而HashTable不允许。
HashMap：适用于Map中插入、删除和定位元素。
Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。

List、Set、Map的区别以及使用场景
1. List,Set都是继承自Collection接口，Map则不是
2. List特点：元素有放入顺序，元素可重复 ，Set特点：元素无放入顺序，元素不可重复，重复元素会覆盖掉，（注意：元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的，加入Set 的Object必须定义equals()方法 ，另外list支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。）
3. Set和List对比：
Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。
List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。
4. Map适合储存键值对的数据
5. 线程安全集合类与非线程安全集合类 ：
LinkedList、ArrayList、HashSet是非线程安全的，Vector是线程安全的;
HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的;
StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。

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迭代器iterator
iterator专门为集合框架而生
Collection接口的iterator（）方法返回一个iterator，然后通过iterator的两个方法即可方便实现遍历

1. hashNext（）判断是否存在另一个可访问的元素。

2. next（）返回要访问的下一个元素。

   遍历Map推荐方法：

        for(Map.Entry<String, String>entry:dogs.entrySet()){            System.out.println(entry.getKey()+"  \t"+entry.getValue());        }   

遍历List方法：

        Iterator<Dog> it=dogs.iterator();        while(it.hasNext()){            Dog dog=  it.next();            System.out.println(dog.getName()+"  \t"+dog.getStrain());        }

遍历Set方法：

        Iterator<Dog> dogit=dogs.iterator();        while(dogit.hasNext()){            Dog dog=dogit.next();            System.out.println(dog.getName()+"  \t"+dog.getStrain());        }